Устройство для магнитошумовой структуроскопии Советский патент 1984 года по МПК G01N27/83 

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано для неразрушающего контроля физико-меха нических свойств ферромагнитных изделий на предприятиях машинострои тельной и авиационной промышленностей. Известно устройство для магнитошумовой структуроскопии, содержащее пocлe тoвaтeльнo соединенные генератор, магнитошумовой датчик, усилитель и блок измерения длительности пакетов импульсов скачков Баркгаузена 1. Недостатками данного устройства являются сравнительно невысокие -информативность и точность контроля так как с его помощью невозможно определить распределение значений текущего спектра шумов Баркгаузена по полям старта, являющееся структурно-чувствительной величиной, что обедняет получаемую информацию и сужает область применения уст ройства. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для магнитошумовой струк туроскопии, содержащее последовательно соединенные генератор перемагничивания, преобразователь шумов Баркгаузена, усилитель, детектор, интегратор, блок сравнения и усили тель-ограничитель, генератор тактовых импульсов, подключенный ко втор му входу блока сравнения, и счетчик импульсов. Устройство.позволяет измерять интервалы старта и финиша скачков Баркгаузена путем тактирова ния их импульсами эталонного генера тора 2. Однако известное устройство такж обладает недостаточной точностью контроля, так как изменение интервв лов полей старта и финиша скачков Баркгаузена в изделиях, близких по физико-механическим свойствам незна чительно. Целью изобретения является повышение точности контроля. Поставленная цель достигается тем, что устройство магнитошумовой структуроскопии, содержащее последовательно соединенные генератор пе ремагничивания, преобразователь мов Баркгаузена, усилитель, детекто интегратор, первый блок сравнения и первый усилитель-ограничитель, ге нератор тактовых импульсов, подклю - ченный к второму входу блока сравнения, и счетчик импульсов, снабжено последовательно соединенными вторым блоком сравнения, вторым уси лителем-ограничителем и блоком вычитания, включенными между выходом генератора тактовых импульсов и входом счетчика импульсов, второй вход второго блока сравнения соединен с выходом интегратора, а второй вход блока вычитания - с выходом первого усилителя-ограничителя. На фиг, 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы обработки сигнала. Блок-схема устройства содержит генератор 1 перемагничивания, выход которого соединен с перемагничивающей катушкой преобразователя 2 шумов Баркгаузена, измерительная катушка которого подключена через последовательно соединенные усилитель 3 с малым шумфактором и перестраиваемой полосой усиления и квадратичный детектор 4 ко входу интегратора 5. Выход генератора б тактовых импульсов подклю чен ко входам блоков 7 и 8 сравнения, вторые входы которых подключены к выходу интегратора 5. Выход блока 7 через усрлитель-ограничитель 9 подключен ко входу блока 10 вычитания, а выход второго блока сравнения 8 через второй усилительограничитель 11 подключен к второму входу блока 10 вычитания. На фиг. 2 обозначены: 13 - текущий спектр g(«i,t) шумов Баркгаузена, 14 - сигнал на выходе генератора б импульсов, 15 - сигнал на выходе усилителя-ограничителя 9, 16 сигнал на выходе усилителя-ограничителя 11/17 - сигнал на выходе блока 10 вычитания. Устройство работает следующим образом. Ток генератора 1 питает перемагничивающую катушку преобразователя 2 шумов Баркгаузена. ЭДС скачков Варкгаузена, наводимая в измерительной катушке преобразователя 2, усиливается усилителем 3 с перестраиваемой полосой усиления, детектируется квадратичным детектором 4 и интегрируется интегратором.5. Постоянная времени t интегратора 5 выбирается из условия fe.Biv t Т, ГДе . tc..B. - средняя длительность скачков Баркгаузена, Т - пе|)иод перемагничивания, что позволяет получить на выходе интегратора 5 огибающую g(c«,t) текущего спектра шумов Баркт гаузена (13). С выхода интегратора 5 сигнал подается на входы блоков 7 и 8 сравнения. Порог сравне ния блока 7 устанавливается равным х-дХ/2, а блока 8 - равным X+iX/2, где X и л X задаются интервалом полей старта скачков Варкгаузена, значение спектральной плотности мощности которых необходимо измерить. Блоки 7 и 8 ср авнения работают только тогда, когда на них поступают сигналы Ur(t) (14) генератора 6 тактовых импульсов. Частота ледования fo импульсов генератора

6 соответствует условию f l/to, где /t i. т/4 .

Таким образом, если значение реализации gto/t) превышает установленный порог Х-4Х/2, то на выходе блока 7 сравнения появляется последовательность импульсов, количество которых пропорционально времени превышения уровня х-дХ/2. Аналогично, если значение g(to,t) Х-«-дХ/2, то на выходе блока 8 сравнения появляется последовательность импульсов, количество пропорционально времени превьаиения уроня Х+дХ/2, После уравнивания амплитуд полученных последовательностей .импульсов с помслцью усилителейограничителей 9 и 11 сигналы U,(t) (15) и и (t) (16) подаются на вход блока 10 вычитания, на выходе которого формируется последовательность

импульсов Uc,(t) (17), количейтво которых пропорционально времени пребывания реализации g{«ii),t) в интервале полей старта скачков Баркгаузена, величина которого определяется значением .ftX. С вьиссда блока 10 вычитания сформированная последо,вательность импульсов подается на |Счетчик-12 импульсов, по показателям которого, пропорциональным значениям g((y,t) .скачков Баркгаузена с выбранными полями старта, определяет контролируемую величину.

Измерение длительности интервала пребывания текугаей мощности спектра ЭДС шумов Баркгаузена g(0),t) в заданном интервале ее значений повышает точность контроля изделий с близкими физико-механическими свойствами.

УСТРбйСТЮ ДЛЯ МАГНИТСШУМОВОЙ СТРУКТУРОСКОПИИ,содержащее последовательно сбединенные генератор перемагничивания,преобразователь шумов Баркгаузена, усилитель, детектор, интегратор, первый блок сравнения и первый усилитель-ограничитель, генератор тактовых импульсов, подключенный к второму входу блока сравнения, и счетчик импульсов, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено последовательно соединенными вторым блоком сравнения, вторым усилителемограничителем и блоком вычитания, включенными мезвду выходом генератора тактовых импульсов и входом счетчика импульсов, второй вход второго блока сравнения соединен с выходом интегратора, а второй вход блока вычитания - с выходом первого усили- g теля-ограничителя.. (Л с :л СО

g(ti),)

.

Фиг-t